压力管道计算

材质
<16
计算结果
16Mn
345
管径
15MnT
5.006
利用材料屈 服强度
二、管壁厚度 计算
a、按内水压力 初步计算
参
钢管内径 跨中总水头 钢材屈服强度 钢材材质
m
m
5
45
工程计算取值 0.015
b1、稳定要求管壁厚度
kpa
99000
Q235
工程采用壁厚
18
40
mm
数 强度 折算系数 0.44
不满足
180
21776.1251 -9198.429 27552.08 21776.13
允许应力
135675 钢管内外壁是否满足要求 满足条件
钢管外环是否满足要求
满足条件
最大应发生部位
90
c2、轴力弯矩产 生应力
相当应力计算 表
计算断面θ
管内壁
∑σθ 管外壁
环外壁
管内壁
∑σx
0
102948.789
67
-82116.925
压力管道计算
一、管径计算
SD144-85水 电站压力钢 管设计规范
1、经济流速
参数
设计流量 经济流速
88
5
2、经验公式
参数
设计流量 经济流速
88
--
3、彭德舒公式
参数 设计流量 设计水头
88
45
计算结果 管径 4.732
计算结果 管径 4.792
材质 Q215 Q235
工程应用取值
5
钢材材料力 学性能 <16 215 235
-0.236
σθ4（kPa)
管外壁
外环壁
70837.24708 -91854.892
-90794.65211 117733.725
6530.330487 -8467.9011
+
-6530.330487 8467.90107
-
90794.65211 -117733.72
-70837.24708 91854.8918
允许应力 3、加劲环及其 旁管壁 a、加劲环截面 尺寸
肋高
0.3
σθ1 σx1 σx2
M σ 111375
肋宽 0.036
64161.385 -6707.539 -2490.801 -886.671 69220.452 满足条件
σx -9198.34
上翼板宽 0.3
上翼板厚 0.018
管壁等效翼 缘
90
21228.0786
90
25653.7067
113
128998.711
180
-56067.004
允许应力
172125
应力是否满足 满足条件
5、抗外压稳定 分析
5.1管壁抗外压 稳定分析
临界压力 265.895103
是否满足 满足条件
5.2加劲环抗外 压稳定分析
p1
2.00E+03
p2
255.635961
-0.1440604 0.125626419 -499.2984 -99774.343
-1.443E-16 0.25
35.9116257 7176.187348
σθ4（kPa)
90
1.4433E-16 -0.25 -35.9116257 -7176.18735
113
0.14406037 -0.125626419 499.2983999 99774.34298
973.26839
90
0.00000
+
90
0.00000
-
113
-973.26839
180
-2490.89032
c、强度校核
c1、轴力产生应 力
相当应力计算 表
计算断面θ
∑σθ (2)+(3)
∑σx (1)+(2)
σ（kPa) 管内外壁 环外壁
0
25105.6602 -4216.648 27457.90 25105.66
δ/r
26.75247147
0.007174173
三、钢管受力 分析
参数输入区
数 加劲环间距
8
n2-1 24
泊松比 0.3 是否满足2倍大气压值
满足条件
水容重
钢材容重 平均直径
壁厚
管线与 水 平夹角
9.81 轴力计算
每米水重
192.619 伸缩节内水压 力
97.352 四、管壁应力 分析
78.5
5.018
5.3支承环抗外 压稳定分析
p1
3928.06
p2
396.993847
95942.907 -73137.234 20582.222 26299.564 120019.020 -49061.122
最大应力
是否满足 满足条件
是否满足 满足条件
-66749.2316 135391.1424 5583.990178 41297.79514 -88509.3571 113631.0169 171859.6046
支承环截面积 有效截面积 截面惯性矩
β
B1
0.022248 0.03541538 1.00E-03
单支面积
0.028215 双支面积
b、环向应力
水压力σθ2 23440.8927
kPa
0.619053078 0.889
截面惯性矩
0.03541538
计算见截面 几何性质计
算软件
支承环TR的σθ3
计算断面θ
-0.15399601 -204.823963
-0.25 -332.515053
0.25 332.5150528
0.153996008 204.8239633
-0.0443276 -58.9583756
0.182
ZR3
计算断面θ
0 67 90
K3
K4
MR
管内壁
0.11120661 -0.068309886 389.5485394 77843.12866
0.018
每米钢重 24.415
水、管 法向分力
1330.060
镇墩间钢管 总跨数
6
填料摩擦力 支墩钢管摩阻 填料长度
419.052432 665.030
0.2
40
钢管自重 轴线分力 721.905 总轴向力 -1903.339
1、跨中断面 (计算点θ度管 壁外缘应力最 大）
a、环向应力
b、轴应力
67
17657.4177 -5734.270 21116.79 17657.42
90
14051.8912 -6707.539 18349.40 14051.89
90
32829.8941 -6707.539 36646.98 32829.89
113
29224.3676 -7680.807 33727.22 29224.37
两端固结 c、强度校核
允许应力
σθ1 σx1 σx1
M σ 111375
61533.225 -6707.539 -1245.550
443.389 65870.848 满足条件
σx -7953.09
2、支承环旁膜 应力区边缘断 面(θ=180度， 剪应力τxθ=0)
a、环向应力
b、轴应力
两端固结 c、强度校核
σθ2
σx1
7102.908686 -6707.539
钢管内壁应力 66914.5847 钢管外壁应力 92335.95833 最大应力值
允许应力
111375 是否满足条件 满足条件
4、支承环及其 旁管壁 a、支承环截面 尺寸
肋高
0.4
肋宽 0.036
支承板宽 0.400
支承板厚
管壁等效翼 缘
0.018 0.165760553
mm 0.015
是否满足 稳定要求
不满足
计算结果
临界波数
临界压力
5
265.895103
是否满足2倍大气压值
是否
重新计算
满足条件
否
加劲环间距 8
含附件材料 伸缩节水
重量系数
头
1.1
45
填料摩擦系数 0.3
支墩摩擦 系数
0.1
套管径差
取两倍的壁厚
环重心至内壁 0.15 b 0.106
环重心至钢 管中心距离
b2、稳定要求最小管壁厚度
c、不设加劲 环，外压稳定 计算
钢材弹模
壁厚
kpa
mm
2.06E+08
18
10
mm
满足要求
内径 m
5.000
临界压力 19.222272
抗外压稳定 安全系数 2
c、设加劲环， 外压稳定计算
参
钢管平均半径 钢材弹模
壁厚wk.baidu.com
2.509
2.06E+08
0.018
计算过程
1+n2*l2/3.142/r2
0.165
加劲环截面积 有效截面积 截面惯性矩
β
B1
0.0168
0.022805
单支面积
0.022805
b、应力验算 M1
4.292838144
N1 51.8888028
4.82E-04 双支面积
β 0.710
0.724577943 0.907
截面惯性矩
0.028204668
计算见截面 几何性质计
算软件
0
126402.59 74039.51 135391.1424
0
55016.551 87998.5 5583.990178
0
54386.042 91900.08 41297.79514
0
111756.55 171859.6 -88509.3571
0
100516.28 68588.43 113631.0169
171859.6046
最大应力
叛断发
管外壁 管外环 生部位
171860
135391 171860
计算时 自行查 看最大 应力发 生部位
K1
0
-0.2387324
67
-0.2645964
90
-0.25
90
0.25
113
0.26459637
180
0.23873241
支承环M的σθ4
ZR1
0.2
K2 0.318 0.124 0.000 0.000 -0.124 -0.318
ZR2
K1+B1*K2
TR
0.044327599 58.95837564
64959.03 63441.41 62468.14 62468.14 61494.87 59977.25
计算
工程应用取值 5
16~40 205 225
16~25 325 390
225000
单位Mpa
40~100 195 215
25~36
315 375
数
计算结果
水头
焊缝
壁厚
乘数 1.25
系数 0.9
2.65
σx2 -2490.801
σx3 79381.0412
+内缘-外缘
92335.95833
环重心至内壁D 环重心至钢 管中心距离
0.2
b
2.700
0.108
σθ3
1664.767557
-5783.474957
-9389.001412
+
9389.001412
-
5783.474957
-1664.767557
180
-0.1112066 0.068309886 -389.548539 -77843.1287
轴向应力σx
σx1 -6707.538564
σx3
69175.676
内壁取正值
管外壁取负 值
-m/3.14*r^2* δ
2490.89032
σx2计算表
计算断面θ
σx2(kPa)
0
2490.89032
67
叛断 90
最大内外壁 最大外环
应力
应力
36646.98 32829.9
∑σx 管外壁
环外壁
管内壁
σ（kPa) 管外壁 环外壁
最大应力 管内壁
-73392.324 -74909.946 -75883.214 -75883.214 -76856.482 -78374.104
0
90170.257 147081.4 -66749.2316 126403